El ángulo de caída, también conocido como "camber" en inglés, es un parámetro crucial en la geometría de la suspensión de un vehículo. Representa la inclinación hacia dentro o hacia afuera de la rueda con respecto a su posición vertical, medida en grados cuando se observa el vehículo desde el frente. Este ángulo influye significativamente en el agarre en las curvas y en el desgaste de los neumáticos.
Definición y Tipos de Ángulo de Caída
La caída, también medida en grados, representa la inclinación angular de la llanta cuando se ve desde la parte frontal del vehículo. Si la parte superior de la llanta está dirigida hacia afuera del centro, la medida indica una posición positiva. Si la llanta se mueve hacia adentro hacia el motor, tiene una caída negativa.
- Ángulo de Caída Positivo: La parte superior de la rueda está inclinada hacia afuera.
- Ángulo de Caída Negativo: La parte superior de la rueda está inclinada hacia adentro.
- Ángulo de Caída Cero: La rueda está perfectamente vertical.
Impacto del Ángulo de Caída en el Desgaste de los Neumáticos, Estabilidad y Manejo
El ángulo de caída influye significativamente en la estabilidad direccional y el manejo del vehículo.
Un ángulo de convergencia o divergencia incorrecto puede causar un desgaste acelerado y desigual de los neumáticos. La convergencia excesiva tiende a desgastar el borde exterior del neumático, mientras que la divergencia excesiva desgasta el borde interior. Este desgaste desigual no solo reduce la vida útil de los neumáticos, sino que también puede afectar negativamente la tracción y el agarre, especialmente en condiciones de lluvia o nieve. Además, una alineación incorrecta puede aumentar la resistencia a la rodadura de los neumáticos, lo que se traduce en un mayor consumo de combustible.
El ángulo de caída influye en varios aspectos del comportamiento del vehículo:
- Agarre en las curvas: Un ángulo de caída negativo puede mejorar el agarre en las curvas al mantener una mayor superficie de contacto del neumático con la carretera cuando el vehículo se inclina durante la curva.
- Desgaste de los neumáticos: Un ángulo de caída incorrecto puede provocar un desgaste desigual de los neumáticos. Si el ángulo de caída es demasiado positivo o negativo, puede hacer que los neumáticos se desgasten más en un lado que en el otro.
Vehículos Angostos Inclinables (NTV)
La necesidad de cambiar el diseño de los vehículos de transporte convencional, a modelos más eficientes para la movilidad urbana, ha obligado a los fabricantes a extender a los usuarios una nueva tendencia con respecto al diseño. Según Claveau et al., (2014) y Tan et al., (2016), una nueva generación de coches está siendo estudiada la cual será práctica y eficiente en relación con los problemas de tráfico y falta de espacios de estacionamiento en las áreas urbanas.
De esta manera surgen los vehículos angostos inclinable (Narrow Tilting Vehicles). Los NTV´s son la fusión entre un automóvil y una motocicleta, generando una gran expectativa para la nueva generación de transporte urbano, considerando sus dimensiones prácticas y su menor consumo de energía.
Berote et al. (2015) indica que, con el fin de que sea seguro y confortable como un coche convencional, debe ser alto y cerrado, pero debido a que por naturaleza una estructura alta y angosta tiende al vuelco o derrape, es necesario inclinarlo hacia el interior de la curva, esto con la finalidad de compensar el momento generado por la fuerza lateral, en adición Claveau et al., (2014) y Kim et al., (2014) menciona que, a diferencia del caso de una motocicleta, en donde el conductor inclina por sí mismo, la inclinación del NTV debe ser automática.
Dos sistemas de control están disponibles, el control directo de inclinación y el control de dirección de inclinación, la acción combinada de estos dos sistemas sería la clave para mejorar el comportamiento dinámico (Guamán et al., 2019).
Diseño e Implementación de Suspensiones Inclinables en Coches Angostos
El presente artículo estudia el proceso de diseño e implementación de las suspensiones inclinables en coches angostos. Los coches angostos son un nuevo tipo de automóvil que podría llegar a solucionar los problemas de congestión, la contaminación ambiental y falta de espacios de estacionamiento en las urbes. Sin embargo, sus dimensiones no solo acarrean beneficios, ya que presentan inconvenientes en la implementación de suspensiones activas inclinables.
Para estudiar la implementación de las suspensiones activas inclinables se realiza una investigación exploratoria, empleando estudios acerca del tema y aplicando la Declaración PRISMA. Se realizó un análisis explicativo entre varios modelos construidos y propuesto de suspensión, con respecto al diseño del mecanismo y su sistema de control, estableciéndose un proceso de diseño, implementación, control y simulación.
Modelos de NTV
De acuerdo con Mourad et al., (2014), los NTV’s considerando su geometría tienen aproximadamente 2.5 m de largo, 1 m de ancho y 1.5 m de alto, estos vehículos se caracterizan por tener un centro de gravedad elevado. Dong et al., (2014) y Furuichi et al., (2013) señalan que, algunos proyectos de tres y de cuatro ruedas han sido propuestos por algunas compañías. El vehículo Ford Gyron mostrado en la Figura 2a fue uno de los primeros, mientras que General Motors desarrollo la “Lean machine” (Figura 2b) con un sistema de inclinación manual controlado por el conductor.
- Modelo 1: El Clever, consiste en una cabina basculante con el espacio para el conductor y un pasajero, y un módulo trasero de propulsión no basculante, el cual contiene el motor y los accesorios. La geometría de la suspensión y la caracterización de la rigidez y amortiguación son de vital importancia para determinar el comportamiento dinámico del vehículo.
- Modelo 2: Furuichi, la configuración de este modelo es semejante que el Clever, de dos ruedas traseras montadas en un tren de impulsión y una frontal.
- Modelo 3: SMERA, las dimensiones del Smera son 2.5 m de largo, 0.96 m de ancho, y de alto 1.45 m. Estas dimensiones permiten al vehículo moverse de manera ágil en las áreas urbanas. Está equipado con un Sistema de inclinación motorizado que permite inclinar de manera simultánea las cuatro ruedas del vehículo con respecto al chasis, visto en la Figura 5.
Mantenimiento y Ajuste
Los ángulos de convergencia y divergencia no son estáticos. Pueden cambiar con el tiempo debido al desgaste de los componentes de la suspensión, a impactos contra baches o bordillos, o incluso a modificaciones en la altura de la suspensión. Por lo tanto, es recomendable realizar una alineación de las ruedas periódicamente, generalmente cada 10,000 a 20,000 kilómetros, o siempre que se observe un desgaste irregular de los neumáticos, una dirección imprecisa o una vibración inusual en el volante.
El ajuste de la convergencia y divergencia es un proceso que se realiza en un taller de alineación utilizando equipos especializados. El técnico ajusta las barras de dirección, que conectan el volante a las ruedas, para modificar el ángulo de las ruedas. Es crucial que este ajuste se realice con precisión, siguiendo las especificaciones del fabricante del vehículo, para garantizar un rendimiento óptimo y una larga vida útil de los neumáticos.
Señales de que Necesitas una Alineación
Existen varias señales que pueden indicar que tu coche necesita una alineación:
- Desgaste irregular de los neumáticos.
- Dirección imprecisa.
- Volante descentrado.
- Vibración en el volante.
- Después de un impacto.
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